Enrico Corsaro
16-04-2015, 12:16
Vi scrivo a seguire la traduzione dell'articolo pubblicato su ESO (http://www.eso.org/public/news/eso1514/), riguardante una interessante nuova scoperta.
La materia oscura potrebbe non essere del tutto oscura dopo tutto.
11150Per la prima volta la materia oscura sembra sia stata osservata interagire con altra materia oscura in un modo differente dall'interazione gravitazionale. Le osservazioni di galassie in collisioni fatte tramite il Very Large Telescope dell'ESO e il NASA/ESA Hubble Space Telescope hanno catturato i primi interessanti segni sulla natura di questo misterioso componente dell'Universo.
Utilizzando lo strumento MUSE (http://www.eso.org/public/teles-instr/vlt/vlt-instr/muse/) installato nel VLT (http://www.eso.org/vlt) dell'ESO in Cile, insieme con le immagini di Hubble (http://www.spacetelescope.org/) in orbita, un team di astronomi ha studiato le collisioni simultanee di quattro galasssie nell'ammasso galattico Abell 3827. Il team è riuscito a tracciare dove la massa è localizzata entro il sistema e a confrontare la distribuzione di materia oscura con le posizioni delle galassie luminose.
Sebbene la materia oscura non possa essere vista, il team è riuscito a ricavare la sua posizione usango una tecnica chiamata lensing gravitazionale (http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_lens). La collisione è avvenuta direttamente di fronte ad una sorgente scorrelata, posta a distanza molto maggiore. La massa della materia oscura intorno alle galassie in collisione ha considerevolmente deformato lo spaziotempo, facendo deviare il percorso dei raggi di luce provenienti dalla galassia distante posta sullo sfondo - e dunque deformando la sua immagine in caratteristiche forme ad arco.
La nostra comprensione attuale è che tutte le galassie siano poste all'interno di accumuli di materia oscura. Senza l'effetto vincolante della gravità prodotta dalla materia oscura, le galassie come la Via Lattea si disperderebbero durante la loro rotazione. Per evitare che ciò accada, l'85% della massa dell'Universo (cioè la frazione di massa considerata sul totale di massa presente) deve esistere come materia oscura, e ancora ad oggi la sua vera natura rimane un mistero.
In questo studio, i ricercatori hanno osservato le quattro galassie in collisione e hanno trovato che un ammasso di materia oscura sembra sia posto dietro la galassia che esso stesso circonda, come se il suo moto fosse ritardato. La materia oscura è posta attualmente a 5000 anni luce (50 000 milioni di milioni di kilometri) dietro la galassia - per il NASA Voyager ci vorrebbero 90 milioni di anni per arrivare fino a laggiù.
Un ritardo in posizionamento (o se preferite uno sfasamento) tra materia oscura e la sua galassia associata è previsto durante collisioni se la materia oscura interagisce con se stessa, anche leggermente, tramite forze differenti da quella gravitazionale. Simulazioni al computer mostrano che la frizione aggiuntiva che si genera dalla collisione farebbe si che la materia oscura rallenti il suo moto. La natura di questa interazione è sconosciuta e potrebbe essere causata da effetti ben noti o da qualche forza esotica sconosciuta. Tutto quello che possiamo dire a questo punto è che non si tratta di gravità. Tutte e quattro le galssie potrebbero essersi separate (o disaccoppiate) dalla loro materia oscura. Ma abbiamo ottime misure per una sola delle galassie, perchè per casualità risulta essere così ben allineata con l'oggetto posto sullo sfondo e soggetto a lensing gravitazionale. Con le altre tre galassie, le immagini distorte per il lensing sono molto più lontane, quindi i vincoli sulla posizione della materia oscura diventano troppo blandi per porre delle conclusioni significative da un punto di vista statistico. La materia oscura non è mai stata osservata prima d'ora interagire in modi diversi da quello gravitazionale.
L'autore principale Richard Massey all'Università Durham, spiega: "Siamo stati soliti pensare che la materia oscura giaccia semplicemente intorno alle galassie, facendo esclusivamente il suo lavoro di attrattore gravitazionale. Ma dopo che la materia oscura viene rallentata durante la collisione tra queste galassie, potrebbe essere la prima evidenza per una ricca fisica nel settore oscuro - l'Universo nascosto tutto intorno a noi."
I ricercatori notano che ci vorranno più studi su altri effetti che possono produrre questo rallentamento. Osservazioni analoghe di più galassie, e simulazioni al computer di collisioni galattiche saranno a questo punto necessarie da effettuare.
Un membro del team, Liliya Williams dell'Università del Minnesota aggiunge: "Sappiamo che la materia oscura esiste per il modo in cui interagisce gravitazionalmente, aiuntando a modellare l'Universo, ma ancora sappiamo sorprendentemente poco su ciò che la materia oscura sia realmente. Le nostre osservazioni suggeriscono che la materia oscura possa interagire con forze diverse da quella gravitazionale, vale a dire che potremmo escludere alcune teorie chiave che tentano di spiegare cosa la materia oscura sia realmente."
Questi risultati seguono da un recente esito (http://spacetelescope.org/news/heic1506/) ottenuto dal team che ha osservato 72 collisioni tra ammassi di galassie (dove questi ammassi di galassie contengono fino a 1000 galassie differenti ciascuno) e hanno trovato che la materia oscura interagisce molto poco con se stessa. Il nuovo lavoro tuttavia riguarda il moto di galassie individuali, piuttosto che di ammassi di galassie. I ricercatori dicono che le collisioni tra queste galassie potrebbero essere avvenute per più tempo delle collisioni osservate nello studio precedente - consentendo così all'effetto di una forza di frizione anche minuscola di generare nel corso del tempo un tale disaccoppiamento tra materia oscura e galassia associata. La principale incertezza nel risultato è l'arco di tempo della collisione: la frizione che ha rallentato la materia oscura potrebbe essere originata da una debolissima forza che ha agito per miliardi di anni, oppure una forza relativamente forte che ha agito per "soli" 100 milioni di anni.
Presi insieme, i due risultati inquadrano il comportamento della materia oscura per la prima volta. la materia oscura interagisce più di quanto si pensava ma meno di quanto faccia la materia ordinaria. Massey ha aggiunto: "Stiamo finalmente facendo luce sulla materia oscura da sopra e sotto - spremendo la nostra conoscenza dalle due direazioni."
QUI (http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1514/eso1514a.pdf) il link del preprint elettronico.
La materia oscura potrebbe non essere del tutto oscura dopo tutto.
11150Per la prima volta la materia oscura sembra sia stata osservata interagire con altra materia oscura in un modo differente dall'interazione gravitazionale. Le osservazioni di galassie in collisioni fatte tramite il Very Large Telescope dell'ESO e il NASA/ESA Hubble Space Telescope hanno catturato i primi interessanti segni sulla natura di questo misterioso componente dell'Universo.
Utilizzando lo strumento MUSE (http://www.eso.org/public/teles-instr/vlt/vlt-instr/muse/) installato nel VLT (http://www.eso.org/vlt) dell'ESO in Cile, insieme con le immagini di Hubble (http://www.spacetelescope.org/) in orbita, un team di astronomi ha studiato le collisioni simultanee di quattro galasssie nell'ammasso galattico Abell 3827. Il team è riuscito a tracciare dove la massa è localizzata entro il sistema e a confrontare la distribuzione di materia oscura con le posizioni delle galassie luminose.
Sebbene la materia oscura non possa essere vista, il team è riuscito a ricavare la sua posizione usango una tecnica chiamata lensing gravitazionale (http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_lens). La collisione è avvenuta direttamente di fronte ad una sorgente scorrelata, posta a distanza molto maggiore. La massa della materia oscura intorno alle galassie in collisione ha considerevolmente deformato lo spaziotempo, facendo deviare il percorso dei raggi di luce provenienti dalla galassia distante posta sullo sfondo - e dunque deformando la sua immagine in caratteristiche forme ad arco.
La nostra comprensione attuale è che tutte le galassie siano poste all'interno di accumuli di materia oscura. Senza l'effetto vincolante della gravità prodotta dalla materia oscura, le galassie come la Via Lattea si disperderebbero durante la loro rotazione. Per evitare che ciò accada, l'85% della massa dell'Universo (cioè la frazione di massa considerata sul totale di massa presente) deve esistere come materia oscura, e ancora ad oggi la sua vera natura rimane un mistero.
In questo studio, i ricercatori hanno osservato le quattro galassie in collisione e hanno trovato che un ammasso di materia oscura sembra sia posto dietro la galassia che esso stesso circonda, come se il suo moto fosse ritardato. La materia oscura è posta attualmente a 5000 anni luce (50 000 milioni di milioni di kilometri) dietro la galassia - per il NASA Voyager ci vorrebbero 90 milioni di anni per arrivare fino a laggiù.
Un ritardo in posizionamento (o se preferite uno sfasamento) tra materia oscura e la sua galassia associata è previsto durante collisioni se la materia oscura interagisce con se stessa, anche leggermente, tramite forze differenti da quella gravitazionale. Simulazioni al computer mostrano che la frizione aggiuntiva che si genera dalla collisione farebbe si che la materia oscura rallenti il suo moto. La natura di questa interazione è sconosciuta e potrebbe essere causata da effetti ben noti o da qualche forza esotica sconosciuta. Tutto quello che possiamo dire a questo punto è che non si tratta di gravità. Tutte e quattro le galssie potrebbero essersi separate (o disaccoppiate) dalla loro materia oscura. Ma abbiamo ottime misure per una sola delle galassie, perchè per casualità risulta essere così ben allineata con l'oggetto posto sullo sfondo e soggetto a lensing gravitazionale. Con le altre tre galassie, le immagini distorte per il lensing sono molto più lontane, quindi i vincoli sulla posizione della materia oscura diventano troppo blandi per porre delle conclusioni significative da un punto di vista statistico. La materia oscura non è mai stata osservata prima d'ora interagire in modi diversi da quello gravitazionale.
L'autore principale Richard Massey all'Università Durham, spiega: "Siamo stati soliti pensare che la materia oscura giaccia semplicemente intorno alle galassie, facendo esclusivamente il suo lavoro di attrattore gravitazionale. Ma dopo che la materia oscura viene rallentata durante la collisione tra queste galassie, potrebbe essere la prima evidenza per una ricca fisica nel settore oscuro - l'Universo nascosto tutto intorno a noi."
I ricercatori notano che ci vorranno più studi su altri effetti che possono produrre questo rallentamento. Osservazioni analoghe di più galassie, e simulazioni al computer di collisioni galattiche saranno a questo punto necessarie da effettuare.
Un membro del team, Liliya Williams dell'Università del Minnesota aggiunge: "Sappiamo che la materia oscura esiste per il modo in cui interagisce gravitazionalmente, aiuntando a modellare l'Universo, ma ancora sappiamo sorprendentemente poco su ciò che la materia oscura sia realmente. Le nostre osservazioni suggeriscono che la materia oscura possa interagire con forze diverse da quella gravitazionale, vale a dire che potremmo escludere alcune teorie chiave che tentano di spiegare cosa la materia oscura sia realmente."
Questi risultati seguono da un recente esito (http://spacetelescope.org/news/heic1506/) ottenuto dal team che ha osservato 72 collisioni tra ammassi di galassie (dove questi ammassi di galassie contengono fino a 1000 galassie differenti ciascuno) e hanno trovato che la materia oscura interagisce molto poco con se stessa. Il nuovo lavoro tuttavia riguarda il moto di galassie individuali, piuttosto che di ammassi di galassie. I ricercatori dicono che le collisioni tra queste galassie potrebbero essere avvenute per più tempo delle collisioni osservate nello studio precedente - consentendo così all'effetto di una forza di frizione anche minuscola di generare nel corso del tempo un tale disaccoppiamento tra materia oscura e galassia associata. La principale incertezza nel risultato è l'arco di tempo della collisione: la frizione che ha rallentato la materia oscura potrebbe essere originata da una debolissima forza che ha agito per miliardi di anni, oppure una forza relativamente forte che ha agito per "soli" 100 milioni di anni.
Presi insieme, i due risultati inquadrano il comportamento della materia oscura per la prima volta. la materia oscura interagisce più di quanto si pensava ma meno di quanto faccia la materia ordinaria. Massey ha aggiunto: "Stiamo finalmente facendo luce sulla materia oscura da sopra e sotto - spremendo la nostra conoscenza dalle due direazioni."
QUI (http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1514/eso1514a.pdf) il link del preprint elettronico.